Dolby

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Dolby (Begriffsklärung) aufgeführt.
Dolby Laboratories, Inc.
Dolby 2009 logo.svg
Rechtsform Incorporated
ISIN US25659T1079
Gründung 1965
Sitz San Francisco, Vereinigte Staaten

Leitung

  • Kevin J. Yeaman, Präsident und CEO
  • Peter Gotcher, Vorsitzender
Mitarbeiter 1.308 (2011)
Umsatz 955,50 Mio. US-Dollar (2011)[1]
Branche Audiotechnik
Website www.dolby.com

Dolby Laboratories, Inc. ist ein Unternehmen, das früher Kompandersysteme zur Rauschverminderung im analogen Audiobereich entwickelt hat und mittlerweile auf digitale Mehrkanal-Tonformate spezialisiert ist. Es wurde 1965 von Ray Dolby in England gegründet, 1976 verlagerte er es in die Vereinigten Staaten von Amerika.

Analoge Kompressoren (Rauschverminderungsverfahren)[Bearbeiten]

Doppelkassettendeck von JVC mit Dolby B, C und HX Pro

Bei den analogen Dolby-Verfahren werden leise Töne bei der Aufnahme in der Lautstärke angehoben und bei der Wiedergabe um den gleichen Betrag wieder abgesenkt. Dadurch wird das Bandrauschen mit abgesenkt. Das hat nichts mit der statischen Prä- und Deemphase zu tun.

Dolby A und Dolby SR werden vor allem im professionellen Bereich eingesetzt, zum Beispiel beim analogen Lichttonverfahren.

Das verbreitetste Dolby-Verfahren bei handelsüblichen Kassettenrekordern heißt Dolby B. Dieses wird in höherwertigen Geräten, die früher zum Standardumfang einer Stereoanlage gehörten, durch die Weiterentwicklung Dolby C und manchmal Dolby HX Pro ergänzt. Dolby S, erschienen zu Beginn der 1990er Jahre, sollte als Ergänzung zu B und C der Standard für höherpreisige HiFi-Tapedecks im Heimbereich werden. Durch den Siegeszug der Digitaltechnologie brach dieses Marktsegment jedoch weitgehend weg, so dass Dolby S keine nennenswerten Marktanteile mehr erreichen konnte.

Dolby A[Bearbeiten]

Dolby A ist das erste von Dolby entwickelte Kompressionssystem für Studio-Magnettonbandgeräte von 1966. Es besteht aus vier voneinander unabhängig arbeitenden Kompressoren. Kompressor 1 arbeitet unterhalb von 80 Hz, Kompressor 2 zwischen 80 Hz und 3 kHz und Kompressor 3 oberhalb von 3 kHz. Kompression ist 10 dB. Der vierte Kompressor arbeitet oberhalb von 8 kHz und liefert in diesem Frequenzbereich zusätzliche 5 dB.

Ab 1972 hat Dolby A den Kinoton (Lichtton) entscheidend in Dynamikumfang und Frequenzgang verbessert.

Dolby B, Dolby "NR"[Bearbeiten]

Das 1968 auf den Markt gebrachte Dolby B wirkt im oberen Frequenzbereich ab etwa 1 kHz (beim von JVC entwickelten, Dolby-kompatiblen ANRS ab 500 Hz) bis in den Höhenbereich. Während der Aufnahme wird das Signal frequenz- und pegelabhängig verstärkt auf das Tonband aufgespielt und bei der Wiedergabe möglich exakt spiegelbildlich um den gleichen Betrag abgeschwächt. Bei der Wiedergabe wird so auch das hinzugekommene störende Bandrauschen mit vermindert. Das Rauschverminderungssystem muss sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergabe eingeschaltet sein. Frequenz- und pegelabhängige Komprimierung und Expandierung bedeutet, dass der Grad der Bearbeitung im Frequenzbereich direkt oberhalb 1 kHz geringer und im oberen Hochtonbereich stärker ausgeprägt ist. Diese Veränderungen finden nur bei mittleren bis kleinen Pegeln statt. Besonders wichtig ist bei Dolby-B, dass sich die Frequenzgrenze, oberhalb der eine Absenkung stattfindet, dynamisch verschiebt (sliding-band). Das verbessert die Absenkung des durchhörbaren Rauschens bei gleichzeitig geringen Störeffekten deutlich. Andere Systeme verändern nur die Stärke der Beeinflussung in einem gleichbleibenden Frequenzbereich. Das wiederum erzeugt leichter Pumpen und/oder Rauschfahnen, oder erfordert (um eben das zu vermeiden) zwingend eine aufwändige Bearbeitung in mehreren Frequenzbereichen.

Spiegelbildliches Arbeiten erfordert eine Kalibrierung. Bei vielen Kassettengeräten ist zur Kalibrierung auf der Aussteuerungsanzeige ein Dolby-Zeichen (Doppel-D-Symbol) angebracht.

Dolby besteht darauf, dass das System nicht einfach als Dolby sondern als Dolby NR (NR für Noise Reduction) bezeichnet wird.

Heutzutage bedeutet DOLBY nicht mehr DOLBY-B, wie bis in die 90er Jahre hinein, sondern bezieht sich eher auf Dolby-Digital (Fernsehton) bzw. 5.1-surround (DVD).

Da CompactCassetten auch unter Dolby-B-NR nicht die Qualität von guten Spulengeräten erreichten und später die Einführung der CD die Hi-Fi-Qualitätsansprüche nochmals anhob, verstärkte sich die Forderung nach einer Weiterentwicklung dieses Rauschverminderungsverfahrens. Auch wenn das sliding-band Prinzip bei Dolby-B Rauschfahnen weitgehend verhinderte, war die Rauschverminderung insgesamt nicht ausreichend. Das besonders, wenn wegen der Hochtonprobleme bei der CompactCassette nur moderat ausgesteuert wurde. Der erste Nachfolger war Dolby C. Jedoch erreichte keiner der Nachfolger eine so weltumspannende Nutzung wie Dolby-B-NR. Das wohl auch, weil MusiCassetten fast immer Dolby-B verwendeten.

Eine besondere Verwendung des Dolby-B-Verfahren erfolgte im UKW-Rundfunk. Dolby FM mit 25 µs Präemphase und angepasstem Kompander-Frequenzgang wurde ab 1971 von einer Reihe UKW-Rundfunkstationen in den USA eingesetzt.[2] Dazu gab es Empfänger mit Dolby-B Expandern sowie Kassettenrekorder, deren Dolby-B-Schaltung in einer „Pass-Through“-Betriebsart dafür extern nutzbar gemacht werden konnte. Schon 1974 wurde das System praktisch wieder aufgegeben.

Ein später zwischen 1979 und 1981 in Deutschland vom IRT erprobtes Telefunken High Com FM-Verfahren wurde nie kommerziell eingeführt.[3][4][5]

Dolby C[Bearbeiten]

Dolby C ist eine 1980 der Öffentlichkeit vorgestellte Weiterentwicklung von Dolby B. Es arbeitet mit zwei kaskadierten Kompressoren sowie einer Antisättigungsschaltung. Der erste Kompressor entspricht genau dem Dolby-B-Kompressor. Der zweite arbeitet bei 20 dB geringeren Pegeln mit einem Einsatzpunkt, der reichlich zwei Oktaven tiefer liegt (5-dB-Punkt: 200 Hz statt 1 kHz). Das Antisättigungsnetzwerk verbessert die Höhenaussteuerbarkeit bei 10 kHz um etwa 4 dB und verhindert bei kurzzeitig auftretenden zu hohen Pegeln eine Übersättigung des Bandmaterials durch übermäßige Aussteuerung des Nutzsignals, indem es die Pegel leicht reduziert.

Dolby S[Bearbeiten]

Dolby S ist eine einfachere Version des professionellen Dolby SR, des Dolby-A-Nachfolgers. Es verfügt über drei Kompressorstufen und wirkt gegenüber Dolby B und C zusätzlich auch im Bassbereich. Außerdem sind die drei Frequenzbänder so aufgeteilt, dass mit Dolby S erstellte Aufnahmen auch auf Geräten mit Dolby B in akzeptabler Qualität wiedergegeben werden. Die ersten Geräte mit Dolby S erschienen 1990 auf dem Markt.

Dolby-Pegel, Dolby-Kalibrierung[Bearbeiten]

Während die einfache Idee der Komprimierung und Expandierung die Stärke der Dolby-Rauschverminderung ist, so ist sie auch gleichzeitig ihre Schwäche: Voraussetzung für ein einwandfreies Funktionieren des Systems ist die exakt spiegelbildliche Arbeitsweise bei Aufnahme und Wiedergabe. Hierzu ist es nötig, dass alle Kompressoren und Expander einen Pegel gleich einstufen. Darüber hinaus ist eine genaue Kalibrierung auf das verwendete Bandmaterial notwendig. Weiterhin ist es wichtig, den Tonkopf exakt rechtwinklig auf den Bandlauf auszurichten (Azimut), auch die Vormagnetisierung (Frequenzgang) und besonders der Aufsprechpegel müssen genau eingestellt sein. Damit ist nicht nur die Grobeinstellung auf die verwendete Bandsorte Normal, Chromdioxid oder Metall gemeint, denn auch innerhalb dieser Klassen gibt es Unterschiede.

So wird ein mit 0 dB aufgenommener Pegel aufgrund einer geringen Empfindlichkeit des Tonbandmaterials bei der Wiedergabe schwächer als 0 dB betragen. Dadurch kommt es in der Signalverarbeitung des Dolby-Systems zu Ungenauigkeiten, die sich durch eine dumpfe (seltener: zu helle) Wiedergabe der Höhen oder leichten Pumpgeräusche äußern können.

Aufgrund dieser Problematik hat die Dolby-Licensing-Corporation bei der Einführung von Dolby S besonders strikte Lizenzbedingungen vorgegeben. Kassettengeräte, die Dolby S einsetzen wollen, müssen einen exakt ausgerichteten Tonkopf und eine von außen zugängliche Vormagnetisierungseinstellung haben.

Um einen Austausch der CompactCassetten zu gewährleisten, müssen alle Geräte auf denselben Pegel kalibriert sein. Hierzu hat Dolby einen Testton mit spezifizierter Bandmagnetisierung festgelegt.

Dolby HX Pro[Bearbeiten]

Dolby HX Pro (HX steht für „Headroom eXtension“) ist per se kein Rauschverminderungssystem wie Dolby A, B, C und S, sondern eine Einrichtung, die die Höhenaussteuerbarkeit erweitert. Mittelbar wird dadurch auch die Hörbarkeit des Rauschens verringert. Entwickelt und vorgestellt wurde es 1982 von Bang & Olufsen, ein Jahr später von Dolby als HX Pro vermarktet. ( Dolby hatte vorher bereits eine einfachere Schaltung entwickelt: Dolby HX. )

Funktion: Ein normales Kassettendeck besitzt einen Wahlschalter für bis zu vier Bandsorten. Dieser Schalter stellt (unter anderem) die Vormagnetisierung in groben Stufen passend für diese Bandsorten ein. Nun wirken laute Töne im aufzunehmenden Musiksignal mit starkerm Hochtonanteil ebenfalls wie eine Vormagnetisierung. Diese addiert sich zur ursprünglichen Vormagnetisierung. So wird das Band nicht optimal ausgenutzt (zu viel Vormagnetisierung verschlechtert die Aufnahmequalität im Hochtonbereich deutlich, andererseits erhöht zu wenig die Verzerrungen im unteren und mittleren Frequenzbereich). Ein HX-Schaltkreis misst nun ständig die Hochtonpegel im Signal des Aufnahmekopfes. Steigt der Anteil von hohen Frequenzen im Signal, wird die Vormagnetisierung angepasst (Dolby HX). Bei Dolby HX Pro wird die gesamte wirksame Vormagnetisierung laufend auf einen Sollwert geregelt, was zu deutlich zuverlässigeren Ergebnissen führt als beim einfachen HX.

Die dynamische Vormagnetisierung verbessert die Hochtonaussteuerbarkeit enorm. Im gesamten Frequenzspektrum sind Verbesserungen möglich [6]. Besonders wichtig ist HX bzw. HX PRO bei kleinen Bandgeschwindigkeiten (kleinen Wellenlängen) wie CompactCassetten und MusiCassetten. So erhöht HX Pro die Dynamikbandbreite von Kassetten und ermöglicht damit klarere Aufnahmen (Quelle: The Audio Professional von Bang und Olufsen, 1982). Im Abspielgerät ist kein Zusatzschaltung notwendig, der Vorteil wirkt bei jeder Wiedergabe.

Play Trim[Bearbeiten]

Zusammen mit NAD entwickelte Dolby die Play-Trim-Regelung, mit deren Hilfe ein fehlerhafter Hochtonfrequenzgang Dolby-codierter Kassettenbänder vor (wichtig !) der Dynamikexpansion näherungsweise korrigiert werden kann, so dass auch solche Bänder passabel klingen. Ein fehlerhafter Hochtonfrequenzgang kann durch falsche Vormagnetisierung oder Frequenzgangentzerrung, Übersteuerung bzw. Nichtverwendung von HX Pro, Bandalterung oder Azimutfehler zwischen Aufnahme und Wiedergabe und/oder schlechte CC-Gehäuse entstehen.

Dolby SR[Bearbeiten]

Dolby-SR-Steckkarte für Mehrkanalton von 1986

Dolby SR ist ein seit 1987 gebräuchliches Rauschverminderungsverfahren für die Tonaufzeichnung für analogen Lichtton auf 35-mm-Film und auf analogen Tonbändern. SR steht für spectral recording und heißt so, weil es eine an das Gehör angepasste, spektrale Kompressorfunktion besitzt.

Das Verfahren ist das am höchsten entwickelte Audio-Rauschverminderungsverfahren und markiert vermutlich auch den Abschluss der Entwicklung dieser Verfahren, da für digitale Systeme keine Rauschverminderung mehr benötigt wird. Der mit dieser Technik erzielbare Dynamikbereich entspricht rechnerisch in etwa dem einer 16-bit-Digitalaufnahme, in der Praxis sind aufgrund der Eigenschaften analoger Aufnahmetechnik sogar noch bessere Werte möglich.

Analoge Mehrkanal-Tonformate[Bearbeiten]

  • Dolby Stereo 6-Track: 6-Kanal-Magnetton bei 70-mm-Kinofilmen (wird nicht mehr hergestellt)
  • Dolby Stereo A: Professionelles Kinotonsystem mit vier matrizierten Kanälen und Dolby A-Rauschverminderung* Dolby Stereo SR: Matrizierung wie Dolby Stereo A, aber mit verbesserter Dolby SR-Rauschverminderung* Dolby Surround: Heimanwender-Pendant zu Dolby Stereo
  • Dolby Pro Logic: Wie Dolby Surround, aber verbesserte En- und Dekodiertechniken (Erweiterungen: Pro Logic II, Pro Logic IIx und Pro Logic IIz)

Digitale Mehrkanal-Tonformate[Bearbeiten]

Dolby E Encoder und Decoder in Form von 19"-Geräten, wie sie in der Abwicklung bei Fernsehanstalten eingesetzt werden

Video[Bearbeiten]

  • Dolby Contrast: Ein Videoformat für verbesserten Kontrast bei LCD-Geräten[7]
  • Dolby 3D: Ein 3D-Projektionsverfahren
  • Dolby Vision: Eine Imaging-Technologie, die lebensechte Helligkeit sowie ebensolche Farben und Kontraste liefert.[8]

Literatur[Bearbeiten]

  • Gustav Büscher, Alfred Wiegelmann: Kleines ABC der Elektroakustik (= Radio-Praktiker-Bücherei. Bd. 29/30a). 6., völlig neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Franzis, München 1972, ISBN 3-7723-0296-3.
  • Roland Enders: Das Homerecording-Handbuch. Der Weg zu optimalen Aufnahmen. 3., überarbeitete Auflage, überarbeitet von Andreas Schulz. Carstensen, München, 2003, ISBN 3-910098-25-8.
  • Hubert Henle: Das Tonstudio-Handbuch. Praktische Einführung in die professionelle Aufnahmetechnik.. 5., komplett überarbeitete Auflage. Carstensen, München 2001, ISBN 3-910098-19-3.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Dolby Laboratories, Inc. – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Dolby. 2011 Annual Report. (PDF; 761,1 KB).
  2. C. P. Gilmore: Look and Listen. In Popular Science. Bd. 199, Nr. 3, September 1971, S. 38.
  3. IRT (30. Dezember 1981). IRT Technical Report 55/81. Prüfung eines modifizierten HIGH COM-Kompanders für den Einsatz bei der RF-Übertragung im UKW-Hörfunk.
  4. Ernst F. Schröder: Die Geschichte von HIGH COM.
  5. E.-J. Mielke: Einfluß des Dolby-B-Verfahrens auf die Übertragungsqualität im UKW-Hörrundfunk. In: Rundfunktechnische Mitteilungen. Bd. 21, 1977, ISSN 0035-9890, S. 222–228.
  6. Some Not Well Known Aspects of Analog Tape -- betreffend Dolby-HX/HX-Pro, AES Montreux 1990 March, Arndt Klingelnberg
  7. Dolby Debuts New Video Technologies at International CES 2008. Dolby press release. Abgerufen am 28. März 2008.
  8. Dolby Vision - mehr Farbe und Kontrast auch bei 4k bzw. UHD. Ben Mueller. Abgerufen am 17. Februar 2014.